電磁流量計常見故障的產生原因及改進措施
電磁流量計故障的原因及改進措施
摘要 :介紹了電磁流量計工作原理 ,并就流量計大面積故障的原因進行了分析 ,提出了改進措施。
關鍵詞 :電磁流量計 ;流量管 ;故障 ;屏蔽 ;接地
1引言
某廠在裝置試運行及開工期間 ,多臺電磁流量計發生故障 ,不但造成了很大的經濟損失 ,而且由于一些重要的流量無法監控 ,嚴重影響了正常運行。本文對流量計大面積故障的原因進行了分析并提出了改進措施。
2電磁流量計的工作原理及結構
由法拉第電磁感應定律可知 ,導體在磁場中運動而切割磁力線時 ,導體中會產生感應電勢 ,并存在如下對應關系 :
E=KBDV式中 :E為感應電勢 ;B為磁場程度 ;D為導體寬度;V為垂直于磁力線方向的流體速度。
電磁流量計工作正是基于以上原理。完整的電磁流量計系統包括流量管和基于微處理器的磁性流量計變送器兩部分。流量管可以垂直地或水平地安裝在工藝管線上。位于流量管對面的線圈產生一個磁場 ,經過該磁場的導電性液體產生一個電壓 ,該電壓由兩個電極測出。變送器控制磁場的生成并檢測由電極測出的電壓 ,根據檢測到的電壓 ,變送器計量流量并生成與該流量成正比的模擬和頻率輸出信號。
由于電磁流量計的測量導管直接安裝在工藝管線上 ,導管內無可動部件或突出于管道內部的
部件 ,因而壓力損失很小 ,輸出電流與流量間具有線性關系 ,不受液體的物理性質 (溫度、壓力及粘度等 )影響。此外 ,由于傳感元件不與測量介質接觸,因此電磁流量計可以測量含有顆粒、懸浮物以及腐蝕性介質的流量。因上述特點 ,電磁流量計在 PTA裝置中到了廣泛應用。但是由于種種原因 ,這些流量計中近一半投用后一直不能正常運行 ,有的開工中出現嚴重損壞 ,導致數十個回路無法監控,造成很大影響。
3流量計故障的主要原因
3.1介質溫度的影響智能電磁流量計的測量管一般用非導磁的高阻材料(如不銹鋼 )制成 ,同時 ,在測量導管內壁與電極之間裝有絕緣襯里 ,一是防止兩電極被金屬導管所短路 ,二是防止導管被腐蝕 ,并使內壁光滑。襯里材料視工作溫度不同而不同 ,例如 8705型流量管,采用聚四氟乙烯內襯 ,工作溫度達 177℃。如果測量的介質溫度長時間超過這個溫度 ,將導致流量管的襯里材料發生膨脹、變形和質變 ,最終導致流量管損壞。在 PTA裝置開工過程中 ,有的流量計因溫度過高造成損壞 ,例如 22FT701C,該表所測量的介質正常操作溫度為 55℃,而選用的流量管的工作溫度為 130℃,開工時該表投用后不到 10min,就出現線圈斷裂 ,造成流量管損壞 ,這屬于儀表選型不當。此外 ,裝置開工前 ,工藝人員用
蒸汽對管線進行吹掃 ,如果不事先拆除管線上的流量管 ,也很容易造成流量計損壞。
3.2環境溫度的影響 PTA裝置使用的電磁流量計大多用來測量含有固體顆粒及漿料的混合物流量 ,為了保證漿料不凝固 ,不但管道內介質溫度很高 ,管道外一般設計有伴熱管線 ,而且兩者用很厚的保溫材料包在一起。由于施工不當 ,很多電磁流量計的流量管也包在里面 ,甚至有的伴熱管線還要在流量管上纏繞幾圈 ,伴熱一般采用 0.35 MPa蒸汽 ,溫度達 150℃左右。因此 ,流量管周圍的環境溫度很高 ,達 100℃以上 ,而電磁流量計要求的環境溫度為 60℃,儀表長時間工作在高溫環境下 ,導致儀表故障率很高。
3.3接地不當及外界干擾影響流量計正常工作電磁流量計的信號比較微弱 ,滿量程時只有 2.5-8 mV,流量很小時 ,輸出只有幾微狀 ,外界略有干擾就能影響測量的精度 ,因此 ,電磁流量計對接地要求很嚴格。變送器的外殼、屏蔽線、測量導管以及導管兩端的管道都要接地 ,并且要求單獨設置接地點。 PTA裝置儀表投用初期 ,發現很多電磁流量計指示波動且幅度很大 ,經常出現超量程現象。通過分析及試驗 ,認為一方面是由于儀表的靈敏度過高 ,而主要原因是由于施工不當而造成檢測部分受外界干擾 ,這主要體現在以下幾個方面。 ①某些變送器和流量管之間兩條屏蔽線沒有連接在兩端 ,在流量管一端進行懸空 ,這是嚴格禁止的。此外 ,另有一些屏蔽線雖然沒有懸空 ,但是兩根線連接到一個端子上 ,因效果不好而影響測量精度。 ②根據儀表安裝規范 ,變送器和流量管之間信號電纜在接線處屏蔽層的剝離長度不能超過 0.5英寸 ( 13 mm) ,如果露出較多導線 ,很可能在系統中出現電噪音問題 ,導致儀表指示波動。而 PTA裝置儀表安裝過程中 ,信號電纜剝離的屏蔽層,即露出的導線長度最短都在 90 mm以上 ,最長達 140 mm,這是影響儀表正常工作的—個重要原因。 ③流量管、內襯保護裝置以及管道之間接地連接線損壞或因被腐蝕而連接不好 ,有些甚至沒有連接。 ④某些變送器受周圍大功率電機以及電力設備漏地電流影響 ,在回路中產生干擾電勢。
3.4施工不規范為了減少由工藝管線上的彎道、閥門和異徑管產生的擾動 ,流量管安裝過程中要求前后各有至少 10D和 5D的直管線。而 PTA裝置中 ,由于工藝復雜、管線稠密 ,一些儀表安裝根本達不到該要求,這是儀表指示波動的一個重要原因。此外 ,某些流量管前后的工藝管線沒有固定 ,當有介質流動時 ,流量管隨管道震蕩 ,導致流量管受力過大而損壞。
3.5維護不到位由于施工中存在問題較多 ,加上儀表維護不到位,先后出現流量管及變送器接線盒進水問題 ,而未能及時發現 ;同時由于維護人員在儀表使用和維護方面未經過正規培訓 ,在使用初期 ,對出現的問題及故障不能及時處理。
4改進措施
①在承包商及設計部門的指導下 ,對因溫度過高而不能滿足使用條件的部分流量計重新進行選型,最終選用以聚四氟乙烯為內襯的 8705型流量管,溫度范圍為 -20-177℃。 ②將所有流量管上纏繞的伴熱線去掉 ,將伴熱線繞過流量管 ,并將保溫材料去掉 ,使儀表工作在要求的溫度范圍內。 ③按廠商提供的接地規范對流量計的接線進行整改 ,將屏蔽線分別連接到變送器和流量管兩端,把剝離較長的信號線多余部分增加屏蔽層 ,將兩根屏蔽線分開 ,并確保連接牢固。 ④將流量管兩端的工藝管線增加支援 ,并確保兩端連接法蘭在同一水平面上 ,使流量管盡可能不受力。同時 ,對直管段長度達不到要求的工藝管線進行更換。 ⑤加大巡檢及維護力度。每天兩次對所有電磁流量計進行巡檢檢查 ,對出現的問題及時處理 ,定期對流量管內的沉積物及電極進行清理。--擴展閱讀：開封中儀流量儀表有限公司專業生產電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計、文丘里流量計、v錐流量計、v型錐流量計、噴嘴流量計、插入式電磁流量計、智能電磁流量計、分體式電磁流量計、一體式電磁流量計、標準孔板流量計、標準孔板、一體化孔板流量計、標準噴嘴流量計、長徑噴嘴流量計、標準噴嘴、長徑噴嘴、插入式渦街流量計、智能渦街流量計、錐型流量計、v錐型流量計、節流裝置、節流孔板、限流孔板等流量產品，更多有關電磁流量計、孔板流量計、渦街流量計的信息請訪問開封中儀網站：
